(57)【要約】【課題】  停止した状態で進行方向を変えることができ、興趣ある動きをすることができる、球体転動装置を提供する。【解決手段】  球体転動装置１は、第１の動力手段６１によって環状部材４５を回転させ、環状部材４５に設けられた重錘５０を移動させることによって、球状本体２を転動する。球状本体２は、第１の部材１１と、第２の部材３と、第２の部材３を強制的に回転させる第２の動力手段７１とで構成されている。第２の部材３には、環状部材４５と第１の動力手段６１が設けられている。第１の部材１１には、非接地状態の時に突出し、接地状態の時没入して開口１８周縁１９が接地させる出没部材２１が設けられている。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
球状本体と、
球状本体内に移動可能に設けられた重錘と、
重錘を前記球状本体内にて移動させる第１の動力手段とからなり、
重錘の移動により転動する球体転動装置であって、
球状本体は、第１の部材と、当該第１の部材に回動可能に設けられた第２の部材と、当該第２の部材を前記第１の部材に対して回転させる第２の動力手段とで構成され、前記第２の部材に重錘と第１の動力手段が設けられていることを特徴とする球体転動装置。
【請求項２】
前記重錘は、初期状態において、前記球状本体内の所定位置で停止するように構成され、
前記第１の部材は、重錘が初期状態の時、接地するように設けられていることを特徴とする請求項１記載の球体転動装置。
【請求項３】
前記第１の部材には、開口が形成され、当該開口に弾性部材によって突出する方向に付勢された出没部材が設けられ、出没部材は、非接地状態の時に突出して前記球状本体の球面の一部を形成し、接地状態の時に没入して開口周縁が接地し、球状本体を安定して立たせることができることを特徴とする請求項１又は２記載の球体転動装置。
【請求項４】
球状本体と、
球状本体内に移動可能に設けられた重錘と、
重錘を移動させる第１の動力手段とからなり、
重錘の移動により転動する球体転動装置であって、
重錘は、初期状態において、所定位置で停止するように構成され、
初期状態で接地する球状本体の下部には開口が形成され、当該開口に弾性部材によって突出方向に付勢された出没部材が設けられ、
出没部材は、非接地状態の時に突出して球状本体の球面の一部を形成し、接地状態の時に没入して開口周縁が接地して、球状本体を安定して立たせることができることを特徴とする球体転動装置。
【請求項５】
球状本体と、
球状本体の略中心線上に設けられ、球状本体の内面に沿って回転する環状部材と、
環状部材に設けられた重錘と、
環状部材を回転させる第１の動力手段とからなり、
第１の動力手段によって環状部材を回転させ、重錘を移動させることによって転動することを特徴とする球体転動装置。
【請求項６】
環状部材は、重錘が設けられた位置に切り欠きが形成されており、初期状態において、重錘が所定位置で停止するように構成され、
初期状態で接地する球状本体の下部には開口が形成され、当該開口に出没部材が出没自在に設けられ、
出没部材は、前記環状部材に接触することによって開口に没入しないようになっており、初期状態においては、環状部材の切り欠きによって環状部材に接触することなく開口に没入し、開口周縁が接地して、球状本体を安定して立たせることができることを特徴とする請求項５記載の球体転動装置。
【請求項７】
出没部材は、弾性部材によって開口から突出する方向に付勢されていることを特徴とする請求項６記載の球体転動装置。
【請求項８】
球状本体は、下部と、下部に回動自在に設けられた上部と、上部を回転させる第２の動力手段とで構成され、上部に環状部材と第１の動力手段が設けられていることを特徴とする請求項５、６又は７記載の球体転動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、球状本体内に移動自在に設けられた重錘を強制的に移動させることによって転動する球体転動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の球体転動装置は、球状本体と、球体本体内に設けられた支軸と、支軸に回動自在に設けられた重錘と、重錘を強制的に回転させる動力手段とからなり、動力手段により重錘を強制的に回転させて重心の位置をずらし、転動させていた（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特公平３−３８８７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の球体転動装置は、重錘を強制的に回転させることにより転動し、重錘を傾けることによって、転動しながら進行方向を変えることができるが、停止した状態で進行方向を変えることができないという問題点があった。また、従来の球体転動装置は、球状本体の周面が湾曲しているため、床面に点接触し、所望する状態で、安定して立たせることができないという問題点があった。さらに又、従来の球体転動装置は、重錘が支軸に回動自在に設けられるので、重錘の位置が球状本体の中心近傍に位置し、そのため重錘を重くしなければ転動しないという問題点があった。
【０００４】
本願発明は、上記問題点に鑑み案出したものであって、停止した状態で進行方向を変えることができ、興趣ある動きをすることができる、従来にない新規な構造の球体転動装置を提供することを第１の目的とする。また、球状本体の周面の一部を凹ませて、安定した状態で立たせることができる、従来にない新規な構造の球体転動装置を提供することを第２の目的とする。さらに、重錘の位置を球状本体の外周近傍に位置させ、重錘の軽量化を図ることができる球体転動装置を提供することを第３の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願請求項１に係る球体転動装置は、上記第１の目的を達成するため、球状本体と、球状本体内に移動可能に設けられた重錘と、重錘を前記球状本体内にて移動させる第１の動力手段とからなり、重錘の移動により転動する球体転動装置であって、球状本体は、第１の部材と、当該第１の部材に回動可能に設けられた第２の部材と、当該第２の部材を前記第１の部材に対して回転させる第２の動力手段とで構成され、前記第２の部材に重錘と第１の動力手段が設けられている。
【０００６】
本願請求項２に係る球体転動装置は、上記第１の目的を達成するため、前記重錘は、初期状態において、前記球状本体内の所定位置で停止するように構成され、前記第１の部材は、重錘が初期状態の時、接地するように設けられている。
【０００７】
本願請求項３に係る球体転動装置は、上記第２の目的を達成するため、前記第１の部材には、開口が形成され、当該開口に弾性部材によって突出する方向に付勢された出没部材が設けられ、出没部材は、非接地状態の時に突出して前記球状本体の球面の一部を形成し、接地状態の時に没入して開口周縁が接地し、球状本体を安定して立たせることができる。
【０００８】
本願請求項４に係る球体転動装置は、上記第２の目的を達成するため、球状本体と、球状本体内に移動可能に設けられた重錘と、重錘を移動させる第１の動力手段とからなり、
重錘の移動により転動する球体転動装置であって、重錘は、初期状態において、所定位置で停止するように構成され、初期状態で接地する球状本体の下部には開口が形成され、当該開口に弾性部材によって突出方向に付勢された出没部材が設けられ、出没部材は、非接地状態の時に突出して球状本体の球面の一部を形成し、接地状態の時に没入して開口周縁が接地して、球状本体を安定して立たせることができる。
【０００９】
本願請求項５に係る球体転動装置は、上記第３の目的を達成するため、球状本体と、球状本体の略中心線上に設けられ、球状本体の内面に沿って回転する環状部材と、環状部材に設けられた重錘と、環状部材を回転させる第１の動力手段とからなり、第１の動力手段によって環状部材を回転させ、重錘を移動させることによって転動する。
【００１０】
本願請求項６に係る球体転動装置は、上記第２の目的を達成するため、上記環状部材は、重錘が設けられた位置に切り欠きが形成されており、初期状態において、重錘が所定位置で停止するように構成され、初期状態で接地する球状本体の下部には開口が形成され、当該開口に出没部材が出没自在に設けられ、出没部材は、前記環状部材に接触することによって開口に没入しないようになっており、初期状態においては、環状部材の切り欠きによって環状部材に接触することなく開口に没入し、開口周縁が接地して、球状本体を安定して立たせることができる。
【００１１】
本願請求項７に係る球体転動装置は、上記第２の目的を達成するため、上記出没部材は、弾性部材によって開口から突出する方向に付勢されている。
【００１２】
本願請求項８に係る球体転動装置は、上記第１の目的を達成するため、上記球状本体は、下部と、下部に回動自在に設けられた上部と、上部を回転させる第２の動力手段とで構成され、上部に環状部材と第１の動力手段が設けられている。
【発明の効果】
【００１３】
本願発明に係る球体転動装置は、第１の動力手段により重錘を移動させると、球状本体が重錘の移動方向に転動し、第２の動力手段により第２の部材を第１の部材に対して回転させると、第２の部材に設けられた重錘の移動方向が変わり、転動方向を変えることができるという効果がある。また、重錘は初期状態で停止するように構成され、この初期状態の時、第１の部材が接地しているので、停止状態で転動方向を変えることができるという効果がある。
【００１４】
本願発明に係る球体転動装置は、第１の部材（下部）が接地すると、出没部材が弾性に抗して、開口内に没入し、開口周縁が接地するので、球状本体を安定して立たせることができるという効果がある。また、本願発明に係る球体転動装置は、球状本体の内面に沿って回転する環状部材に重錘が設けられているため、重錘の位置が球状本体の中心から離れており、重錘の重みを軽減することができるという効果がある。
【００１５】
本願発明に係る球体転動装置は、初期状態以外、即ち第１の部材（下部）が接地している時以外は、出没部材が前記環状部材に接触することによって開口に没入することが阻止されており、出没部材が凹んで外観を損なうことがなく、初期状態、即ち第１の部材（下部）が接地している時は、出没部材が前記環状部材の切り欠きに位置して環状部材に接触することがなく、従って、開口に没入するので、開口周縁が接地して球状本体を安定して立たせることができる。このように、初期状態、即ち第１の部材（下部）が接地している時は、その立った状態を保持することができるので、上記したように、第２の部材（上部）を回転させる場合、確実に転動方向を変えることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本願発明の実施の形態を図１乃至図７に基づいて説明する。図１は、本願発明に係る球体転動装置の一つの実施の形態を示す全体図である。図２は、図１の正面断面図である。図３は、図１の球状本体を断面にした側面図である。図４は、図１の一方から見た側面断面図である。図５は、図１の他方から見た側面断面図である。図６、７は、球状転動装置の動きを説明する説明図である。
【００１７】
球体転動装置１は、球状本体２と、球状本体２内に移動可能に設けられた重錘５０と、重錘５０を前記球状本体２内にて移動させる第１の動力手段６１とからなり、重錘５０が球状本体２内を移動することにより転動する。球状本体２は、第１の部材（下部）１１と、当該第１の部材（下部）１１に回動可能に設けられた第２の部材（上部）３と、当該第２の部材（上部）３を前記第１の部材（下部）１１に対して回転させる第２の動力手段７１とで構成され、前記第２の部材（上部）３に重錘５０と第１の動力手段６１が設けられている。
【００１８】
前記重錘５０は、初期状態において、前記球状本体２内の所定位置で停止するように構成され、前記第１の部材（下部）１１は、重錘５０が初期状態の時、接地するように設けられている。前記第１の部材（下部）１１には、開口１８が形成され、当該開口１８に弾性部材２８によって突出する方向に付勢された出没部材２１が設けられている。出没部材２１は、非接地状態の時に突出して前記球状本体２の球面の一部を形成し、接地状態の時に没入して開口１８周縁１９が接地し、球状本体２を安定して立たせることができる。
【００１９】
さらに、球体転動装置１は、球状本体２と、球状本体２の略中心線２ａ上に設けられ、球状本体２の内面９に沿って回転する環状部材４５と、環状部材４５に設けられた重錘５０と、環状部材４５を強制的に回転させる第１の動力手段６１とからなり、第１の動力手段６１によって環状部材４５を強制的に回転させ、重錘５０を移動させることによって転動する。
【００２０】
環状部材４５は、重錘５０が設けられた位置に切り欠き４６が形成されており、初期状態において、重錘５０が所定位置で停止するように構成され、初期状態で接地する球状本体２の下部１１には開口１８が形成され、当該開口１８に出没部材２１が出没自在に設けられている。出没部材２１は、前記環状部材４５に接触することによって開口１８に没入しないようになっており、初期状態においては、環状部材４５の切り欠き４６によって環状部材４５に接触することなく開口１８に没入し、開口１８周縁１９が接地して、球状本体２を安定して立たせることができる。
【００２１】
出没部材２１は、弾性部材２８によって開口１８から突出する方向に付勢されている。球状本体２は、下部１１と、下部１１に回動自在に設けられた上部３と、上部３を強制的に回転させる第２の動力手段７１とで構成され、上部３に環状部材４５と第１の動力手段６１が設けられている。
【００２２】
さらに球体転動装置１について詳細に説明する。球状本体２は、第１の部材（下部）１１と、第１の部材（下部）１１に回動可能に設けられた第２の部材（上部）３とを有する。第２の部材（上部）３は、左半体５と、左半体５に接合され、ネジ、接着剤等の固定手段によって固定される右半体６とからなり、その表面は球状本体２の表面を形成する曲面部７７を有している。第２の部材（上部）３の下方には、挿通孔７が形成されている。
【００２３】
第１の部材（下部）１１は、球状本体２の表面の一部を形成する球面部１２と、球面部１２の周縁に形成された周壁１３と、周壁１３の外周上縁に形成されたフランジ部１５と、周壁１３の内周面に形成された内歯１６とからなる。なお、球面部１２の面積は、球状本体２の球面の面積の５０％未満に形成されている。第１の部材（下部）１１は、周壁１
３が第２の部材（上部）３の挿通孔７に挿通され、フランジ部１５が挿通孔７周縁の係合段部８に係合して、第２の部材（上部）３に回動可能に取り付けられている。前記挿通孔７と球面部１２の周縁が形成する円は略同じ大きさであり、また、球面部１２は、第１の部材（下部）１１が第２の部材（上部）３に取り付けられた状態で、第２の部材（上部）３の曲面部７７と略連続して、球状本体２の表面を形成する。
【００２４】
第１の部材（下部）１１の球面部１２の略中央部には、開口１８が形成され、開口１８の内側周縁には、係合突縁２０が設けられている。開口１８には、出没部材２１が出没可能に設けられている。出没部材２１は、球面部１２の一部を構成する出没球面部２２と、出没球面部２２の周縁に形成された周壁２３と、周壁２３の外周上縁に形成された係合突起２５とからなる。出没部材２１は、周壁２３が第１の部材（下部）１１の開口１８に挿通されており、さらに、バネ状の弾性部材２８によって、突出方向に付勢されることにより、係合突起２５が開口１８周縁の係合突縁２０に係合している。出没球面部２２の周縁により形成される円と開口１８は略同じ大きさに形成されており、出没球面部２２は突出した状態で第１の部材（下部）１１の球面部１２と略連続して、球状本体２の球面の一部を形成する。
【００２５】
弾性部材２８は、上端が押圧部材３０に当接し、下端が出没部材２１に当接している。押圧部材３０は、上部に押圧突起３１が形成され、出没部材２１に対して付勢方向に移動自在に設けられ、弾性部材２８の弾性に抗して下方に移動すると、前記出没部材２１の周壁２３と係合する。押圧突起３１は、後記環状部材４５の外周縁４７によって付勢方向に押圧されている。
【００２６】
球状本体２内には、動力ユニット４０が固定して取り付けられている。動力ユニット４０は、上部と下部が開放されたケース４１と、ケース４１内に設けられた第１のモータ（第１の動力手段）６１及び第２のモータ（第２の動力手段）７１と、ケース４１内に設けられた環状部材４５とからなる。
【００２７】
環状部材４５は、断面が略Ｈ字状に形成され、ケース４１の上開放部４２と下開放部４３から突出しており、湾曲した重錘５０，５０が嵌め込まれ、ネジ、接着材等によって固定して取り付けられている。環状部材４５の外周縁４７であって、重錘５０，５０の設けられた位置に切り欠き４６が形成されている。切り欠き４６の両端には、外周縁４７にまで延設されるテーパ４８，４８が形成されている。環状部材４５は、内周面に内歯４９が形成されている。
【００２８】
環状部材４５は、ケース４１に設けられたガイドローラ５１・・によって回転自在に案内されている。環状部材４５は、外周縁４７が前記押圧部材３０の押圧突起３１に摺接して押圧部材３０を弾性部材２８の弾性に抗して押圧し、押圧部材３０を前記出没部材２１の周壁２３と係合させる一方、切り欠き４６に前記押圧部材３０の押圧突起３１が位置すると、弾性部材２８により、押圧部材３０が前記出没部材２１の周壁２３から離間する。
【００２９】
第１のモータ（第１の動力手段）６１は、ケース４１内に固定され、駆動軸に第１の駆動歯車６２が設けられている。第１の駆動歯車６２の動力は、ケース４１内に設けられた第１の歯車群６３を介して第１の出力軸６５に伝達される。第１の出力軸６５には、前記環状部材４５の内歯４９と噛み合う第１の出力歯車６６が固定して設けられている。
【００３０】
第２のモータ（第２の動力手段）７１は、ケース４１内に固定され、駆動軸に第２の駆動歯車７２が設けられている。第２の駆動歯車７２の動力は、ケース４１内に設けられた第２の歯車群７３を介して第２の出力軸７５に伝達される。第２の出力軸７５には、前記第１の部材（下部）１１の内歯１６と噛み合う第２の出力歯車７６が固定して設けられて
いる。
【００３１】
ケース４１には、図示しない外部コントローラの無線信号を受信し、第１のモータ（第１の動力手段）６１及び第２のモータ（第２の動力手段）７１の駆動を制御するための制御回路等を構成したプリント配線基板（制御手段）５５が設けられている。また、ケース４１には、第１のモータ（第１の動力手段）６１及び第２のモータ（第２の動力手段）７１等に電気を供給するための電池を収納した電池ボックス５６が設けられている。
【００３２】
上記ケース４１は、第２の部材（上部）３に固定して取り付けられている。即ち、上記ケース４１は、左半体５と右半体６に挟み込まれて取り付けられている。ケース４１の取り付けは、取付軸にネジ止めしたり、取付枠に嵌合して行われるが、特に限定されるものではない。ケース４１が球状本体２に取り付けられると、環状部材４５が球状本体２の略中心線上に位置し、球状本体２の最大内周径に沿って回転することになる。
【００３３】
上記球体転動装置１は、初期状態において停止している。初期状態とは、図２，図６に示すように、重錘５０が所定位置にある状態、即ち、重錘５０が出没部材２１に最も近づいている状態であり、さらには環状部材４５の切り欠き４６が出没部材２１に位置している状態であり、制御手段、即ちプリント配線基盤５５の制御回路により、駆動モータ６１の停止位置である。
【００３４】
上記初期状態にあっては、押圧部材３０の押圧突起３１が環状部材４５の切り欠き４６内に位置しているため、押圧部材３０が出没部材２１の周壁２３から離間している（図２参照）。そのため、出没部材２１は、周壁２３が押圧部材３０に当接するまで、球状本体２内に没入することが可能である。この初期状態で接地させると、図６に示すように、重錘５０の荷重により第１の部材（下部）１１が接地し、出没部材２１が弾性部材２８の弾性の抗して、開口１８内に没入する（上方に移動する）。出没部材２１が開口１８内に没入することにより、開口１８周縁１９が接地するため、球状本体２を安定して立たせることができる。
【００３５】
外部コントローラにより第２のモータ（第２の動力手段）７１を駆動すると、第２の駆動歯車７２が回転し、第２の駆動歯車７２の動力が第２の歯車群７３を介して第２の出力軸７５に伝達され、第２の出力歯車７６を回転させる。第２の出力歯車７６と第１の部材（下部）１１の内歯１６が噛み合っているため、第２の出力歯車７６の回転が第１の部材（下部）１１に伝達され、第１の部材（下部）１１が回転しようとする。第１の部材（下部）１１は、開口１８周縁１９が接地しているため、回転することが出来ず、そのため第２の部材（上部）３が旋回する。外部コントローラにより第２のモータ（第２の動力手段）７１の駆動を停止させると、第２の部材（上部）３の旋回が停止する。このようにして、第２の部材（上部）３に取り付けられた環状部材４５の回動方向を開口１８を中心として変えることが出来る。
【００３６】
外部コントローラにより第１のモータ（第１の動力手段）６１を駆動すると、第１の駆動歯車６２が回転し、第１の駆動歯車６２の動力が第１の歯車群６３を介して第１の出力軸６５に伝達され、第１の出力歯車６６を回転させる。第１の出力歯車６６と環状部材４５の内歯４９が噛み合っているため、第１の出力歯車６６の回転が環状部材４５に伝達され、環状部材４５が回転する。環状部材４５の回転に伴って、重錘５０が移動し、球状本体２が重錘５０の移動方向に転動する。
【００３７】
重錘５０は、自重により、球状本体２の下部に位置しており、球状本体２が環状部材４５の円周方向に沿って回動している形となる。球状本体２の回動により、前記出没部材２１及び押圧部材３０も回動する。出没部材２１は、接地が解除されると、弾性部材２８に
より突出し、係合突起２５が開口１８の内側周縁に設けられた係合突縁２０に係合する。出没部材２１が突出すると、出没球面部２２が第１の部材（下部）１１の球面部１２と略連続して、球状本体２の球面の一部を形成する。
【００３８】
押圧部材３０は、環状部材４５の切り欠き４６の位置から離れると、押圧突起３１がテーパ４８を経て環状部材４５の外周縁４７に摺接するため、図７に示すように、出没部材２１の周壁２３に近接若しくは当接する。出没部材２１は、押圧部材３０の存在により、開口１８内に没入することはない。このように、出没部材２１は、球状本体２が回動中、接地すると没入可能となるが、接地していない場合には没入不可能となり、第１の部材（下部）１１の球面部１２と略連続して球状本体２の球面の一部を形成するため、球状本体２の外観を損なうことがない。また、球体転動装置１は、出没部材２１が球状本体２の下部に位置して接地しているときに出没部材２１の没入していることが、見た目にはわからないため、見ている者がなぜ安定して立っているのかという不思議感を与えることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本願発明に係る球体転動装置の一つの実施の形態を示す全体図である。
【図２】図１の正面断面図である。
【図３】図１の球状本体を断面にした側面図である。
【図４】図１の一方から見た側面断面図である。
【図５】図１の他方から見た側面断面図である。
【図６】球状転動装置の動きを説明する説明図である。
【図７】球状転動装置の動きを説明する説明図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  球状転動装置
２  球状本体
２ａ  中心線
３  第２の部材（上部）
５  左半体
６  右半体
７  挿通孔
８  係合段部
９  内面
１１  第１の部材（下部）
１２  球面部
１３  周壁
１５  フランジ部
１６  内歯
１８  開口
１９  周縁
２０  係合突縁
２１  出没部材
２２  出没球面部
２３  周壁
２５  係合突起
２８  弾性部材
３０  押圧部材
３１  押圧突起
４０  動力ユニット
４１  ケース
４２  上開放部
４３  下開放部
４５  環状部材
４６  切り欠き
４７  外周縁
４８  テーパ
４９  内歯
５０  重錘
５１  ガイドローラ
５５  プリント配線基板（制御手段）
５６  電池ボックス
６１  第１のモータ（第１の動力手段）
６２  第１の駆動歯車
６３  第１の歯車群
６５  第１の出力軸
６６  第１の出力歯車
７１  第２のモータ（第２の動力手段）
７２  第２の駆動歯車
７３  第２の歯車群
７５  第２の出力軸
７６  第２の出力歯車
７７  曲面部
【図１】
2005046387.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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